Question

【題目】小明家電熱水器的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，S1是手動(dòng)開(kāi)關(guān)，置于熱水器水箱外部；S2是溫控開(kāi)關(guān)，置于熱水器水箱內(nèi)部，當(dāng)水溫低于40℃時(shí)自動(dòng)閉合，達(dá)到40℃時(shí)自動(dòng)斷開(kāi)；R1和R2均為用來(lái)加熱且阻值不變的電熱絲。使用時(shí)，手動(dòng)閉合開(kāi)關(guān)S1，電熱水器開(kāi)始工作。電熱水器部分參數(shù)如表所示：

額定電壓	220V
頻率	50Hz
保溫功率	220W
加熱功率	1980W
水箱容量	50L
設(shè)定溫度	40℃

(1)電熱絲R1的阻值是多少？

(2)加熱時(shí)流過(guò)電熱絲R2的電流是多少？

(3)假設(shè)將一箱水加熱至設(shè)定溫度時(shí)水吸收的熱量為4.2×106J，用了50min，則電熱水器的效率是多少？

Answer 1

【答案】(1)220Ω；(1)8A；(1)70.7%。

【解析】

(1)當(dāng)只有S1閉合時(shí)，R1單獨(dú)工作，用電器處于保溫狀態(tài)；

由P=可得：

R1===220Ω；

(2)當(dāng)兩開(kāi)關(guān)都處于閉合狀態(tài)時(shí)，兩電阻并聯(lián)，處于加熱狀態(tài)，R2的功率為：

P2=PP1=1980W220W=1760W，

由P=UI可得電熱絲R2的電流是：

I2===8A；

(3)根據(jù)題意可知，Q=4.2×106J，由P=可得消耗的電能：

W=Pt=1980W×50×60s=5.94×106J，

熱水器的效率為：

η=×100%=×100%≈70.7%。

答：(1)電熱絲R1的阻值是220Ω；

(2)加熱時(shí)流過(guò)電熱絲R2的電流是8A；

(3)電熱水器的效率是70.7%。